專利名稱：直噴式計量噴射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種柴油車尾氣后處理凈化系統(tǒng)，尤其涉及一種直噴式計量噴射裝置。
背景技術：
隨著機動車排放標準的不斷提高，車輛尾氣凈化系統(tǒng)也日益倍受機動車制造商的 關注，各種技術路線也逐漸成熟?，F(xiàn)已知，通過選擇性催化還原技術(SCR)是降低柴油車NOx排放的一種主要方式， 即將還原劑(尿素水溶液)通過泵送元件泵送到計量閥內，再經過定量噴射霧化，在排氣管 路內經過復雜的物理化學反應，將廢氣中的主要有害氣體NOx轉化成氮氣和水排出，達到 尾氣凈化的目的。其中，尿素水溶液的輸送、液滴的破碎及霧化對SCR載體入口的NH3分布 有很大影響，是影響SCR系統(tǒng)催化反應效率的重要因素?，F(xiàn)有技術中，尿素水溶液計量噴射裝置分為有氣和無氣兩種，有氣噴射系統(tǒng)主要 依靠泵將還原劑泵送到計量閥入口，通過計量閥準確計量噴射到混合腔中，高速氣流將噴 射出的還原劑進行一次霧化并吹送到噴嘴處，噴嘴噴射過程中再次進行霧化噴射到排氣管 路中，二次霧化的還原劑在排氣管中熱解、水解后在SCR載體中進行選擇性反應。這種有氣 噴射系統(tǒng)有其自身優(yōu)點，即在混合腔內進行氣液混合，并通過安裝在排氣管內的噴嘴二次 噴射霧化，霧化效果好，且可以通過高速氣流對噴嘴進行冷卻，防止噴嘴在排氣管高溫環(huán)境 下被燒壞，但這種結構也有其缺點，結構較復雜，計量閥入口和出口的壓差須達到一定值才 能滿足噴射量的要求，即要求噴嘴上游管路內的壓力要大于排氣管內的壓力，而計量閥上 游的壓力要大于下游混合腔、噴射管和噴嘴入口等處的壓力。此外，在混合腔內，還原劑的 噴射壓力必須要高于高速氣流的壓力，否則還原劑無法噴出，這在行業(yè)內稱為“大背壓”，在 大背壓的環(huán)境下為了達到足夠的流量，計量閥入口的壓力也必須隨之增高才能維持足夠的 壓差，這對管路的設計要求較高，同時由于壓力較大，增加了密封難度，且管路有爆破的風 險，影響其使用壽命，另外泵送元件的出口壓力隨之增高，功耗增大。另外一種結構就是無氣噴射系統(tǒng)，在行業(yè)內以BOSCH公司的DEN0XTR0NIC2. 2系統(tǒng) 最為典型，即計量閥直接設置在排氣管上，通過計量閥直接計量噴射并霧化，這種系統(tǒng)雖然 結構簡單，雖能通過回流管路對計量閥進行冷卻，但由于噴嘴噴射部位冷卻效果差，還是容 易被燒蝕，同時由于只能靠液體自身壓力霧化，霧化效果有限，對氨氣濃度分布均勻性有很 大影響，若要達到較好的霧化效果，計量閥的入口壓力要達到9bar以上，這給泵、管路、密 封結構等的設計等均帶來困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種直噴式計量噴射裝置， 本發(fā)明設計巧妙、可以減小背壓、霧化效果好，并能產生冷卻效果，確保證噴嘴不易燒壞。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種直噴式計量噴射裝置，包括計量閥、空氣管路和噴射管路，所述計量閥包括計量閥噴嘴，所述直噴式計量噴射裝置還包括空氣霧化噴 嘴，所述計量閥噴嘴設置在所述空氣霧化噴嘴的內部，所述空氣管路和所述噴射管路設置 在所述空氣霧化噴嘴的內部。較佳地，所述空氣霧化噴嘴包括底座、液體帽和空氣帽，所述空氣帽設置在所述底 座和所述液體帽的中間位置，所述計量閥前部設置在所述底座和所述液體帽的內部，所有 空氣管路和噴射管路均設置在所述底座、所述液體帽和空氣帽內部。較佳地，所述底座側壁設有氣流入口，所述底座在與所述液體帽連接的表面形成 第一膨脹區(qū)，所述第一膨脹區(qū)為環(huán)狀凹部結構，所述第一膨脹區(qū)和所述氣流入口連通較佳地，所述液體帽在與所述底座連接的表面形成第二膨脹區(qū)，所述第二膨脹區(qū) 為環(huán)狀凹部結構。更佳地，所述底座和所述液體帽之間設置有墊片，所述墊片上均勻間隔設置若干 個孔，所述墊片上的孔連通所述第一膨脹區(qū)和所述第二膨脹區(qū)。較佳地，所述液體帽內部均勻間隔設置若干氣流孔，所述氣流孔通過第一膨脹區(qū) 和第二膨脹區(qū)連通所述氣流入口和所述噴射管路。較佳地，所述液體帽端部中間位置形成噴射孔，所述噴射孔內安裝所述計量閥噴 嘴。更佳地，所述空氣帽中間部位形成噴射出口，所述液體帽噴射孔延伸到所述噴射 出口內，并與噴射出口形成氣流間隙。較佳地，所述液體帽和所述空氣帽之間形成氣流腔，所述氣流腔連通所述空氣管 路和所述噴射管路。較佳地，所述空氣霧化噴嘴還包括固定螺帽，所述固定螺帽連接所述液體帽和所 述空氣帽。本發(fā)明具有如下有益效果設計巧妙，霧化效果好，可以減小背壓，空氣管路設置 在空氣霧化噴嘴內能產生較好的冷卻效果。


圖1是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置主視圖
圖2是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置安裝圖
圖3是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置剖視圖
圖4是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置中底座的剖視圖
圖5是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置中底座的俯視圖
圖6是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置中液體帽的立體圖
圖7是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置中液體帽的俯視圖
圖8是本發(fā)明jI噴式計量噴身 裝置中液體帽上安裝墊片后的俯視圖
圖9是圖3中A部放大圖
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明直噴式計量噴射裝置1包括計量閥2和空氣霧化噴嘴10，所述空氣霧化噴嘴10包括底座3、液體帽4和空氣帽5，所述底座3設置在所述液 體帽4的上部，且底座3和液體帽4中央部位形成凹部，所述計量閥1的前部安裝在凹部內， 所述底座3與所述計量閥2通過密封圈11密封連接。如圖4、圖5所示，底座3為圓環(huán)狀結構，其中央位置形成通孔34，其圓環(huán)側壁上設 置有氣流入口延伸部31，延伸部內設置有氣流入口 32，所述底座3底部設置有第一膨脹區(qū) 33，所述第一膨脹區(qū)33是由圓環(huán)形凹槽形成，底座3側壁上的氣流入口 32為盲孔結構，并 和所述第一膨脹區(qū)33連通。如圖3、圖6、圖7所示，液體帽4包括第一臺階部41、第二臺階部42和本體43，所 述第一臺階部41安裝在所述底座的通孔34內，且在第一臺階部41和本體43內形成凹腔 44，所述通孔34和凹腔44形成安裝計量閥的凹部；所述第二臺階部42內形成第二膨脹區(qū) 45，所述第二膨脹區(qū)45為圓環(huán)凹槽結構，在和底座3安裝過程中，第一膨脹區(qū)33和第二膨 脹區(qū)45形成通道配合。較佳地，在所述底座3和所述液體帽4之間設置墊片6，如圖2、圖8所示，所述墊 片6上均勻間隔設置八個孔61，所述八個孔61連通所述第一膨脹區(qū)33和所述第二膨脹區(qū) 45，所述墊片還起到密封保護功能。如圖3、圖6和圖7所示，所述第二膨脹區(qū)45內均勻間隔設置4個氣流孔46，所述 氣流孔46為通孔，貫穿所述液體帽4的本體43，所述本體43下部形成第三臺階部47，所述 氣流孔46相對于第二膨脹區(qū)45的另一端設置在所述第三臺階部47上，所述液體帽本體43 側壁48為螺紋結構，用于安裝所述固定螺帽7。所述液體帽4的下端設有噴射孔8，所述計量閥噴嘴21設置在所述噴射孔8內。如圖3、圖8所示，所述空氣帽5通過固定螺帽7安裝在所述液體帽4的下側，所述 空氣帽5上端部向外側形成一個掛鉤臺階，所述固定螺帽7下端向內形成一個掛鉤臺階，所 述固定螺帽7通過掛鉤臺階的配合和液體帽本體側壁48的螺紋結構連接所述液體帽4和 所述空氣帽5，且在所述液體帽4和所述空氣帽5之間形成氣流腔9 ；所述空氣帽5中央位 置形成噴射出口 11，所述液體帽4內的噴射孔8延伸到所述噴射出口 11內，且與所述噴射 出口 11內壁形成氣流間隙12，氣流間隙12可以提供氣流流通。通過上述設置，所述氣流入口 31、第一膨脹區(qū)33、第二膨脹區(qū)45、氣流孔46、氣流 腔9、氣流間隙12和所述噴射出口 11形成空氣管路；所述計量閥噴嘴21、噴射管8和所述 噴射出口 11形成噴射管路；所有空氣管路和噴射管路均設置在所述空氣霧化噴嘴10的內 部，基本不受外部高溫環(huán)境影響。本發(fā)明直噴式計量噴射裝置控制過程如下如圖3、圖9所示，準備噴射還原劑時，首先壓縮空氣經空氣霧化噴嘴10內的空氣 管路，即壓縮氣流由氣流入口 31進入第一膨脹區(qū)33，在第一膨脹區(qū)33內壓縮氣流膨脹擴 散，再經墊片6上的八個孔61進入第二膨脹區(qū)45內，在第二膨脹區(qū)45內壓縮氣流再次進 行膨脹擴散，經氣流孔46、氣流腔9、氣流間隙12到達噴射出口 11，完成空氣吹掃；同時還 原劑被泵送元件(圖中未示出)泵送到計量閥2內，當壓力達到預定值時，后處理系統(tǒng)中的 計量控制單元(圖中未示出)接受到噴射信號，開始計量噴射，還原劑經噴射管路，即液體 帽4內的噴射孔8和空氣帽5中的噴射出口 11，進行噴射，在噴射出口 11內還原劑與空氣 管路內的壓縮空氣進行混合噴射，在噴射過程中進行霧化。
使用本發(fā)明的凈化系統(tǒng)中，由于還原劑經噴射出口 11直接噴射到排氣管(圖中未 示出)內，只要保證足夠的壓差(即計量閥2上游和排氣管內的壓差)，就能保證足夠的流 量，因此當計量閥出現(xiàn)背壓低時，計量閥上游無需太大壓力，整個凈化系統(tǒng)也就可以設計成 低壓管路，不易泄露、爆破、上游泵功耗減小等優(yōu)點；同時通過氣流可以對計量閥噴口和計 量閥噴嘴進行冷卻，不至于被灼傷，而且也避免了水冷管路復雜，泄漏等問題。綜上，本發(fā)明直噴式計量噴射裝置設計巧妙、結構簡單、減小背壓，霧化和冷卻效 果好，避免了計量閥與排氣管內的廢氣直接接觸，延長其使用壽命。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍，因此，說明書和附圖應被認為是說明性的 而非限制性的。
權利要求
1.直噴式計量噴射裝置，包括計量閥、空氣管路和噴射管路，所述計量閥包括計量閥噴 嘴，其特征在于所述直噴式計量噴射裝置還包括空氣霧化噴嘴，所述計量閥噴嘴設置在所 述空氣霧化噴嘴的內部，所述空氣管路和所述噴射管路設置在所述空氣霧化噴嘴的內部。
2.根據權利要求1所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述空氣霧化噴嘴包括 底座、液體帽和空氣帽，所述空氣帽設置在所述底座和所述液體帽的中間位置，所述計量閥 前部設置在所述底座和所述液體帽的內部，所有空氣管路和噴射管路均設置在所述底座、 所述液體帽和空氣帽內部。
3.根據權利要求2所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述底座側壁設有氣流 入口，所述底座在與所述液體帽連接的表面形成第一膨脹區(qū)，所述第一膨脹區(qū)為環(huán)狀凹部 結構，所述第一膨脹區(qū)和所述氣流入口連通
4.根據權利要求2所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述液體帽在與所述底 座連接的表面形成第二膨脹區(qū)，所述第二膨脹區(qū)為環(huán)狀凹部結構。
5.根據權利要求3或權利要求4所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述底座 和所述液體帽之間設置有墊片，所述墊片上均勻間隔設置若干個孔，所述墊片上的孔連通 所述第一膨脹區(qū)和所述第二膨脹區(qū)。
6.根據權利要求5所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述液體帽內部均勻間 隔設置若干氣流孔，所述氣流孔通過第一膨脹區(qū)和第二膨脹區(qū)連通所述氣流入口和所述噴 射管路。
7.根據權利要求2或權利要求6所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述液體 帽端部中間位置形成噴射孔，所述噴射孔內安裝所述計量閥噴嘴。
8.根據權利要求7所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述空氣帽中間部位形 成噴射出口，所述液體帽噴射孔延伸到所述噴射出口內，并與噴射出口形成氣流間隙。
9.根據權利要求2所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述液體帽和所述空氣 帽之間形成氣流腔，所述氣流腔連通所述空氣管路和所述噴射管路。
10.根據權利要求2所述的直噴式計量噴射裝置，其特征在于所述空氣霧化噴嘴還包 括固定螺帽，所述固定螺帽連接所述液體帽和所述空氣帽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直噴式計量噴射裝置，包括計量閥、空氣管路和噴射管路，所述計量閥包括計量閥噴嘴，所述直噴式計量噴射裝置還包括空氣霧化噴嘴，所述計量閥噴嘴設置在所述空氣霧化噴嘴的內部，所述空氣管路和所述噴射管路設置在所述空氣霧化噴嘴的內部，所述空氣霧化噴嘴包括底座、液體帽和空氣帽，，所有空氣管路和噴射管路均設置在所述底座、所述液體帽和空氣帽內部，本發(fā)明設計巧妙，可以減小背壓、霧化效果好，并能產生冷卻效果，確保證噴嘴不易燒壞。
文檔編號B01D53/94GK102135025SQ20101024058
公開日2011年7月27日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者郝慶軍 申請人:蘇州派格力減排系統(tǒng)有限公司